固态源微波放大器和微波烹饪装置的制作方法

本实用新型涉及微波技术领域，特别地涉及一种固态源微波放大器和微波烹饪装置。

背景技术：

目前在加热系统中，除了现有的通过磁控管加热的方式外，还有新型的基于固态源的射频加热系统，现在已用于烹饪设备领域，固态化和小型化已经成为一种趋势，其具有噪声低、频带宽、相位线性度好、寿命长、供电简单、体积小、重量轻、适合批量生产等优点，在某些领域，已对原占有垄断地位的磁控管构成竞争，并有逐渐替代之势。

但是，现有的固态源射频加热系统中，通常包括两级放大器或者多级放大器。其中，放大器输入输出端信号辐射相互干扰，级间信号也存在干扰，极易导致电路严重失配，功率信号来回反射，从而形成振荡。失配导致的振荡一般为强振荡，如果失配严重，很有可能使功放性能变得很差，此时在频谱仪上可以看到频谱非常杂乱，严重的时候甚至击穿功放管。

技术实现要素：

本实用新型实施方式提供一种固态源微波放大器和微波烹饪装置。

根据本实用新型实施方式的固态源微波放大器包括电路板，所述电路板上设置有至少两级功放电路，所述功放电路包括放大芯片，所述放大芯片具有输入端和输出端，其特征在于，在至少一个所述放大芯片的所述输入端和所述输出端之间设置有金属屏蔽条，和/或，在所述至少两级功放电路的级间设置有金属屏蔽条。

上述固态源微波放大器，通过设置金属屏蔽条，有效地减小单级放大器的输入端和输出端的电磁耦合和静电耦合，和/或，两级放大器的级间耦合，有效提高空间电磁隔离，进而减少或避免失配导致的振荡。

另外，根据本实用新型实施方式的固态源微波放大器，还具有以下附加的技术特征：

一些实施方式中，所述固态源微波放大器还包括电控盒，所述电控盒罩设于所述电路板，所述金属屏蔽条连接所述电控盒。

一些实施方式中，所述电控盒包括盖体与盒体，所述盒体内形成有空腔，所述电路板设于所述空腔内，所述盖体封盖所述空腔，其中，所述盖体上设有所述金属屏蔽条，和/或，所述盒体上设有所述金属屏蔽条。

一些实施方式中，所述金属屏蔽条螺接在所述电路板上。

一些实施方式中，所述功放电路包括输入匹配电路、输出匹配电路、栅极馈电网络、漏极馈电网络，所述输入匹配电路连接所述放大芯片的所述输入端，所述输出匹配电路连接所述放大芯片的所述输出端，所述栅极馈电网络和所述漏极馈电网络设置于所述放大芯片的周边。

一些实施方式中，所述放大芯片的所述输入端和所述输出端之间连接有负反馈电路；所述栅极馈电网络设有扼流电感电路，所述扼流电感电路连接有下拉电阻；所述栅极馈电网络和所述漏极馈电网络中的至少一个设有旁路电容。

一些实施方式中，所述旁路电容包括至少两个不同容值且相互并联的电容。

一些实施方式中，所述至少两级功放电路沿一直线排列于所述电路板上。

一些实施方式中，所述电路板包括第一板部和第二板部，所述第一板部和所述第二板部相互连接，所述至少两级功放电路包括一级功放电路和二级功放电路，所述一级功放电路设在所述第一板部，所述二级功放电路设在所述第二板部。

一些实施方式中，所述电路板包括印制板、铜基板和散热器，所述印制板上印刷有所述至少两级功放电路，所述印制板上设置有多个接地孔；所述印制板覆盖并连接于所述铜基板的上侧；所述散热器连接在所述铜基板的下侧，所述散热器具有多个间隔排列且向下延伸的叶片，所述叶片之间形成凹槽。

本实用新型实施方式的一种微波烹饪装置，包括固态源和前述的任一实施方式的固态源微波放大器，所述固态源连接所述固态源微波放大器。

上述微波烹饪装置，由于具备了前述的固态源微波放大器，也同样具备了固态源射频加热系统可靠性高和稳定性强的优点。即根据本实用新型实施方式的微波烹饪装置，通过设置了前述的稳定性能好的固态源微波放大器，提升了自身的稳定性和可靠性。

另外，根据本实用新型实施方式的固态源微波放大器和微波烹饪装置的附加方面所带来的优点将在随后的具体实施方式里部分给出，部分将通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是本实用新型实施方式的固态源微波放大器的结构示意图；

图2是本实用新型实施方式的固态源微波放大器的另一结构示意图；

图3是本实用新型实施方式的固态源微波放大器的再一结构示意图；

图4是本实用新型实施方式的固态源微波放大器的又一结构示意图；

图5是本实用新型实施方式的微波烹饪装置的示意图。

附图标记：

固态源微波放大器100，

电路板10，一级功放电路11a，二级功放电路11b，一级放大芯片111a，二级放大芯片111b，金属屏蔽条20，一级输入匹配电路112a，一级输出匹配电路113a，一级栅极馈电网络114a，一级漏极馈电网络115a，二级输入匹配电路112b，二级输出匹配电路113b，二级栅极馈电网络114b，二级漏极馈电网络115b，下拉电阻116，旁路电容117，负反馈电路118，第一板部101，第二板部102，印制板103，接地孔120，铜基板104，散热器105，叶片150，凹槽151；

微波烹饪装置1000，固态源200，微波天线202，箱体204。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合附图1到图4来详细描述根据本实用新型实施方式的固态源微波放大器100。该固态源微波放大器100可以应用于微波烹饪装置等具有微波功能的产品中。

该固态源微波放大器100，包括电路板10，电路板10上设置有至少两级功放电路，功放电路包括放大芯片，放大芯片具有输入端和输出端，在至少一个放大芯片的输入端和输出端之间设置有金属屏蔽条20，和/或，在至少两级功放电路的级间设置有金属屏蔽条20。

上述固态源微波放大器100，通过设置金属屏蔽条20，有效地减小单级放大器输入端和输出端的电磁耦合和静电耦合，和/或，两级放大器的级间耦合，有效提高空间电磁隔离，进而减少或避免失配导致的振荡。

具体地，在固态源微波放大器100的电路板10上，设置有至少两级功放电路，可以包括一级功放电路和二级功放电路，也可以包括一级功放电路、二级功放电路和三级功放电路等情况。每一级功放电路内都对应包括一个放大芯片，每一个放大芯片具有输入端和输出端，其中，在任意一级或多级放大芯片的输入端和输出端之间设置金属屏蔽条20。

在图1和图2所示的实施方式中，固态源微波放大器100内设置有两级功放电路，一级功放电路11a和二级功放电路11b。在一级功放电路11a所对应的一级放大芯片111a的输入端和输出端之间设置金属屏蔽条20，能够有效隔离一级放大芯片111a的输入端和输出端的电磁耦合和静电耦合，从而提高一级功放电路11a的稳定性，防止输入端和输出端的信号反射而导致的震荡，防止一级功放电路11a失配风险。或者，在二级功放电路11b所对应的二级放大芯片111b的输入端和输出端之间设置金属屏蔽条20，能够有效隔离二级放大芯片111b的输入端和输出端的电磁耦合和静电耦合，从而提高二级功放电路11b的稳定性。再或者，在一级放大芯片111a的输入端和输出端之间、二级放大芯片111b的输入端和输出端之间都可以设置金属屏蔽条20，从而可分别提高一级功放电路11a和二级功放电路11b的稳定性。

另外，上述实施方式中，一级功放电路11a和二级功放电路11b之间还可以设置金属屏蔽条20，具体而言，金属屏蔽条20可以设置在一级功放电路11a的输出端与二级功放电路11b的输入端之间。由于金属屏蔽条20的隔离作用，能够隔离一级功放电路11a和二级功放电路11b之间产生的电磁耦合、静电耦合等，能够防止一级功放电路11a和二级功放电路11b之间的信号反射和震荡，从而能够提高整个放大器的稳定性和可靠性。

其中，金属屏蔽条20设置的位置和方式，可以根据电路板10上电路的排布而定。例如，在一个实施方式中，固态源微波放大器100还包括电控盒，电控盒罩设于电路板10，金属屏蔽条20连接电控盒。

具体而言，电控盒包括盖体与盒体，盒体内形成有空腔，电路板10设于空腔内，盖体封盖空腔，其中，盖体上设有金属屏蔽条20，和/或，盒体上设有金属屏蔽条20。其中，金属屏蔽条20可以在盖体上铣出，或者金属屏蔽条20也可以铣在盒体上，再或者，金属屏蔽条20可以焊接在电控盒上。

可选地，金属屏蔽条20螺接在电路板10上。即将金属屏蔽条20上制备出螺钉孔，通过螺钉穿过螺钉孔将金属屏蔽条20紧固安装在电路板10上。

结合图2，功放电路包括输入匹配电路、输出匹配电路、栅极馈电网络和漏极馈电网络，输入匹配电路连接放大芯片的输入端，输出匹配电路连接放大芯片的输出端，栅极馈电网络和漏极馈电网络设置于放大芯片的周边。其中，输入匹配电路和输出匹配电路直接和放大芯片的输入端和输出端相连，既可以减少其他参数引起的寄生振荡，同时还可以提高固态源微波放大器100的性能及可靠性指标。另外，良好的输入匹配电路、输出匹配电路是解决自激问题的一个重要措施，既可以提高稳定性，又能降低热耗、增加输出功率等一系列指标提升。

具体而言，固态源微波放大器100具有至少两个功放电路，在图2所示示例中，固态源微波放大器100具有一级功放电路11a和二级功放电路11b。其中，一级功放电路11a包括一级输入匹配电路112a、一级输出匹配电路113a、一级栅极馈电网络114a和一级漏极馈电网络115a，一级输入匹配电路112a连接一级放大芯片111a的左侧输入端，一级输出匹配电路112a连接一级放大芯片111a的右侧输出端，一级栅极馈电网络114a和一级漏极馈电网络115a设置于一级放大芯片111a的周边。

二级功放电路11b包括二级输入匹配电路112b、二级输出匹配电路113b、二级栅极馈电网络114b和二级漏极馈电网络115b，二级输入匹配电路112b连接二级放大芯片111b的左侧输入端，二级输出匹配电路113b连接二级放大芯片111b的右侧输出端，二级栅极馈电网络114b和二级漏极馈电网络115b设置于二级放大芯片111b的周边。

需要说明的是，上面提到的“左”“右”方位可以结合图2中的左右方向进行理解，并不作为对本实用新型保护范围的限制。

上述实施方式中，结合图3，放大芯片的输入端和输出端之间连接有负反馈电路118。结合图2和图3，栅极馈电网络设有扼流电感电路，扼流电感电路连接有下拉电阻116。栅极馈电网络和漏极馈电网络中的至少一个设有旁路电容117。其中，下拉电阻116可以串联在扼流电感电路中，也可以并联在扼流电感电路中。扼流电感电路的电感参数还可以进行适当选择，从而对放大芯片的输入端进行电导和电抗的同时加载，能够有效降低固态源微波放大器100的q值，使整个功放电路不易起振。

需要说明的是，旁路电容117包括至少两个不同容值且相互并联的电容。在馈电网络的电源输入端增加不同容值的旁路电容117，由于不同容值的旁路电容117含有不同的频率特性，选取两种以上的容值的电容并联，能够减小因电容串入的干扰而导致的影响射频管稳定性的现象。

为保证电路稳定性，减少制作成本，减低生产工艺的难度，至少两级功放电路沿一直线排列于电路板10上。换言之，至少两级功放电路在电路板10上从左到右呈“一”字排开，相对比于“l”型排布结构、“u”型排布结构具有结构简单，电路稳定性强，制造成本和工艺难度低的优点。

结合图2，电路板10包括第一板部101和第二板部102，第一板部101和第二板部102相互连接，至少两级功放电路包括一级功放电路11a和二级功放电路11b，一级功放电路11a设在第一板部101，二级功放电路11b设在第二板部102。其中，第一板部101和第二板部102均沿左右方向延伸，并且第一板部101和第二板部102可以呈“一”字排开。一级功放电路11a和二级功放电路11b分别设置于第一板部101和第二板部102，利于分区规划管理电路结构，避免电路之间的耦合和干涉。第一板部101和第二板部102的连接处可以设置隔离板或者隔离条，将一级功放电路11a和二级功放电路11b进行电磁隔离，从而降低自激震荡。并且，第一板部101和第二板部102的连接简单，便于加工制造。

结合图1和图4，电路板10包括印制板103、铜基板104和散热器105，印制板103上设有至少两级功放电路，印制板103上设置有多个接地孔120。印制板103覆盖并连接于铜基板104的上侧。散热器105连接在铜基板104的下侧，散热器105具有多个间隔排列且向下延伸的叶片150，叶片150之间形成凹槽151。其中，在印制板103上设置多个接地孔120，多个接地孔120密集分布在功放电路的周围，能够使公共接地端的引线变短，从而使到地电流路径阻抗变低。另外，大量的接地孔120有利于增加电路板10的散热效果，接地孔120不连通能够增强信号屏蔽增加电路稳定性，散热方式可以包括局部嵌铜、焊接、热管、均热板、相变材料等各种优异的散热解决方案。

需要说明的是，“印制板103覆盖并连接于铜基板104的上侧。散热器105连接在铜基板104的下侧”中的上、下方位可以结合图4所示的上下方向进行理解，但是不作为对本实用新型保护范围的限制。

请参图5，本实用新型实施方式提供一种微波烹饪装置1000，该微波烹饪装置1000包括固态源200和前述任一实施方式的固态源微波放大器100，固态源200连接固态源微波放大器10。

上述微波烹饪装置，由于具备了前述的固态源微波放大器，也同样具备了固态源射频加热系统可靠性高和稳定性强的优点。即根据本实用新型实施方式的微波烹饪装置，通过设置了前述的稳定性能好的固态源微波放大器，提升了自身的稳定性和可靠性。

上述微波烹饪装置1000具有箱体204，箱体204内形成有烹饪腔，固态源200产生微波信号通过微波天线202输送至烹饪腔内，其中，固态源200和微波天线202均位于箱体204的顶端。

具体地，固态源可包括半导体微波源，固态源是微波烹饪装置的核心部件，功率放大电路是固态源的关键电路组成部分，功率放大器在实际工作中常出现寄生振荡现象，影响放大器正常工作，甚至造成射频管的永久性损坏。在功放的调试中，一个不可避免的问题就是功放的自激振荡的问题。自激对功放的危害是很严重的，甚至烧毁管子。自激中，高频自激又占一定的比例。例如馈电网络、电磁屏蔽隔离、线路布局不合理、接地点设计不当、功放前后级的频响过宽等均是引发自激的因素。

前述的固态源微波放大器100，主要的构思是从热耗效应、匹配电路部分、电磁隔离部分、负反馈等部分入手以提高固态源微波放大器100的可靠性，热耗效应部分主要是降低射频管的结温，降低因温度升高而引起的自激震荡。匹配电路部分包括输入输出匹配、馈电网路匹配等，解决因馈电网络通过电源部分引起的寄生震荡，良好的输入输出匹配电路是解决自激问题的一个重要措施，既可以提高稳定性，又能降低热耗、增加输出功率等一系列指标提升。电磁隔离指采用屏蔽的措施，解决输入输出的电磁耦合，同时解决多级放大器级间耦合引起自激的问题。结合实际电路，可以将以上部分的一种或多种组合使用，旨在提高固态源的稳定性、可靠性等指标。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施方式或示例以及不同实施方式或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。